[实用新型]一种长使用寿命的新型微波等离子体激发装置

说明书

本实用新型公开了一种长使用寿命的新型微波等离子体激发装置，涉及微波等离子体源、微波等离子体激发技术领域，其技术方案要点包括微波波导管、插接在所述微波波导管内的非金属放电管、固定在所述非金属放电管内壁处的辅助激发导体、以及固定在所述微波波导管上且向非金属放电管内通入气体的涡旋气体发生装置；所述辅助激发导体上下两端都位于所述微波波导管内部。能够实现大气压下大体积微波等离子体的激发和维持，并且设计简单，成本低廉，使用寿命长，能实现微波等离子体意外熄灭后的重燃，让微波等离子体的激发更为简单。

技术领域

本实用新型涉及属于微波等离子体源、微波等离子体激发技术领域，更具体的，涉及一种长使用寿命的新型微波等离子体激发装置。

背景技术

微波等离子体的产生方式如下：微波在波导内传播，其电磁功率在特定位置由初始的等离子体吸收，导致强烈的气体电离从而产生等离子体。微波等离子体的产生无需电极，所以蒸汽可以为工作气体，也防止了电极的腐蚀，无需替换电极。微波等离子体也避免了额外的能量冷却消耗以及气体污染，在小型化高温等离子体炬方面有非常大的应用潜力，可用于废弃固体及废气处理、冶金、金属焊接冶炼等方面。

现有微波等离子体炬有两种激发方式，一种使用金属丝或金属喷头形式的点火器，现有的可参考的公开号为CN104507249A的中国发明申请文件，其公开了一种矩形波导微波等离子体源发生装置，在矩形波导谐振腔反映区内设置一个金属铜质探针激发微波等离子体，由于反应区温度极高，铜质探针使用一次即熔融，在微波等离子体意外熄灭时无法将其重燃，也带来了金属污染问题。

另一种方法，如现有的可参考的公开号为CN107801286A的中国发明申请文件，其公开了一种基于介质阻挡放电预电离的微波等离子体激发系统，该申请利用介质阻挡放电预电离为微波等离子体提供初始电子，从而激发微波等离子体。此类方法需要氩气作为预电离气体，成本较高，且非金属预电离射流管下端距离等离子体区域较近，极易熔融从而无法再次引导激发。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种长使用寿命的新型微波等离子体激发装置，能够实现大气压下大体积微波等离子体的激发和维持，并且设计简单，成本低廉，使用寿命长，能实现微波等离子体意外熄灭后的重燃，让微波等离子体的激发更为简单。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种长使用寿命的新型微波等离子体激发装置，该等离子激发装置包括微波波导管、插接在所述微波波导管内的非金属放电管、固定在所述非金属放电管内壁处的辅助激发导体、以及固定在所述微波波导管上且向非金属放电管内通入气体的涡旋气体发生装置；所述辅助激发导体上下两端都位于所述微波波导管内部。

通过采用上述技术方案，通过微波波导管内产生微波电场，在非金属放电管位置处，通过设置的辅助激发导体激发微波离子体，同时通过设置的涡旋气体发生装置，使得内部被激发的微波离子体羽流远离非金属微波放电管内壁，通过涡旋气体对非金属放电管和辅助激发导体进行降温保护，使得辅助激发导体没有金属灼烧问题，辅助激发导体使用寿命长且在微波等离子体意外熄灭后能将其重燃。

较佳的，所述非金属放电管的中心轴线位置位于距离微波波导管端面（1/4λ+kλ）处，λ为系统中微波波长，k为大于等于0的整数。

通过采用上述技术方案，通过将非金属放电管设置在微波电场幅值最大处，可以更佳容易激发微波等离子体。

较佳的，所述辅助激发导体贴合在所述非金属放电管内壁上。

通过采用上述技术方案，通过将辅助激发导体设置呈环状，嵌合在非金属放电管内壁上，涡旋气体在进入非金属放电管内部时，使得微波离子体形成羽流，可以使得微波离子体与辅助激发导体接触更少，从而对辅助激发导体进行保护，使其使用寿命更长。

较佳的，所述辅助激发导体圆周侧壁呈网格状。